악성 소프트웨어를 DNA에 심기

대박 신박한 기사를 봐서 포스팅함. ㅋㅋㅋㅋ

와이어드지 기사[1]에 의하면, 컴퓨터 악성 소프트웨어를 실제 DNA에 저장해 놓고, 생물학자가 DNA 시퀀싱을 할 때, 유전자 시퀀싱 소프트웨어의 buffer overflow 등의 허점을 이용하여 컴퓨터 바이러스를 퍼트리는 것이 가능한 듯 하다. 제작년 기사[1]라서 관련 종사자들은 아마 이미 알고 있을 듯? 이야, 컴퓨터 바이러스가 진짜 바이러스화 되는 거네. ㅋㅋㅋ

일단 듣고보면 가능은 할 법한데, 실제로도 가능할지는 잘 모르겠다. 해커가 그런 crafted된 DNA를 만들어서 모종의 과정을 거쳐서 타겟 생물학 랩에 전달되고, 해킹 대상 컴퓨터가 그 DNA를 가지고 시퀀싱을 해서 멀웨어에 감염되는 시나리오가 좀 억지 같은 느낌도 든다.

근데 필부필부에게는 이런 공격법이 가치가 없어도, 좀 중요한 시설에 멀웨어를 침투시켜야 할 필요성은 항상 있기 마련이다. 일전에 ReginDark Hotel 사건[2]도 있었지만, 고위급 인사나 중요 시설물만을 타겟으로하는 멀웨어를 필부필부가 체감하기 힘들지만, 나름 그쪽 세계에서는 활동적으로 퍼지고 있는 듯 하다.

와이어드 기사[1]에서 언급하고 있는 가능한 시나리오 중 하나가, 국과수 같은 기관에서 범죄자의 DNA를 테스트하다가 멀웨어에 감염되는 경우를 짧게 언급하고 있다. 근데 뭐 범죄자가 DNA에 멀웨어를 심어 놓고, 경찰이 수사과정에서 이를 획득하려면, 범죄자는 분자생물학, 과학수사기법을 알아야 하고, 멀웨어를 제작할 수 있어야 되기 때문에-_- 이 모든 교집합은 국내에서는 아무래도 몇 명 되지 않아서 쉽게 잡힐 듯-_- 아니 그 엄청난 능력들을 가지고 왜 범죄를 저지르나-_-?

뭐 여하간 본인은 생물학에 대해 쥐똥만큼도 모르지만 여하간 신박하구만-_- 일전에 광고에 들리지 않는 초음파를 내장하여 개인정보를 유출한다든지[3], 원거리에서 고성능 마이크로 키보드를 치는 딸그락소리를 녹음하여 패스워드를 추정한다든지[4], 컴퓨터의 캐패시터와 코일에서 나는 진동으로 인한 소리를 감지하여 암호를 뚫는다든지[5], 컴퓨터에서 방출하는 전자기파를 검출하여 패스워드를 추정한다든지, 원거리에서 열쇠의 사진을 찍어 3d프린터로 복원한다든지[6] 등등 신박하고 창의적인 해킹기법은 날마다 발전을 하는 듯 하다. ㅎㅎ

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[1] 와이어드 Biohackers Encoded Malware in a Strand of DNA 08.10.17 12:00 am
[2] 내 백과사전 Regin과 Dark Hotel : 악성코드로 이루어지는 사이버 첩보활동 2014년 11월 29일
[3] 내 백과사전 광고에 내장된 초음파를 활용한 개인 정보 유출 2015년 11월 15일
[4] “Keyboard acoustic emanations revisited.” L. Zhuang, F. Zhou, and J. D. Tygar. ACM Transactions on Information and Systems Security, 13:1, October 2009, pp 3:1-3:26. doi:10.1145/1609956.1609959
[5] 내 백과사전 키보드 옆의 도청장치 2013년 12월 23일
[6] 내 백과사전 3D 프린터로 열쇠 해킹 2013년 8월 8일

[서평] 진화의 산증인, 화석 25 – 잃어버린 고리? 경계, 전이, 다양성을 보여주는 화석의 매혹

진화의 산증인, 화석 25 – 잃어버린 고리? 경계, 전이, 다양성을 보여주는 화석의 매혹
도널드 R. 프로세로 (지은이), 김정은 (옮긴이) | 뿌리와이파리 | 2018-06-29 | 원제 The Story of Life in 25 Fossils (2015년)

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고생물학 관련 서적을 읽으면 읽을 수록 점점 보이는 게 많아서 읽는 재미가 난다. ㅎㅎ 근래 오파비니아 시리즈[1]가 계속 출간되고 있어서, 고생물학에 무지한 본인도 접근할 수 있는 지식이 풍성해서 대단히 좋다.

이 책은 저자가 선정한 25개 화석을 중심으로 고생물학과 고생물학사의 변천을 전반적으로 훑어보는 내용으로 이루어져 있다. 각 챕터는 독립적인 내용으로 나열되어 있으므로 끊어 읽기도 좋다. 일전에 프로세로 선생의 저서[2]를 이미 읽은 바 있는데, 이거랑 비교하며 읽는 재미가 있을 듯 하다.

p16에 챌린저 호의 탐사에 대한 이야기가 있는데, 이에 관해서 김명호 화백의 책[3]에 재미있고 자세하게 설명되어 있다.

p26에 프로세로 선생은 ALH84001에 대해 중립적 입장인 듯 한데, 대충 분위기 보니-_- 생명체가 아닌 쪽으로 인정되는 듯 하다.[4]

p47에 프로세로 선생은 캄브리아기 대폭발은 폭발이 아니라 천천히 일어난 현상이라고 주장하는 데, 프로세로 선생은 전반적으로 갑작스러운 변화보다는 완만한 변화라는 설명을 선호하는 듯 하다. 본인이 알기로 칙슬룹 충돌로 K-Pg 멸종을 설명하는 것이 대세인 듯 한데, 과거에 프로세로 선생은 K-Pg 멸종도 서서히 일어났다고 주장했지만[2], 본 서에서는 K-Pg 멸종에 대해 언급이 없다. 여하간 캄브리아기 대폭발이 서서히 일어난 현상이라는데에 대한 반론은 마틴 브레이저 선생의 저서[20]에 나온다.

p49에 캄브리아기 대폭발이 서서히 일어났다는 주장을 하면서 Andrew Knoll 선생의 말을 인용하는데, 본인이 읽은 Knoll 선생의 책[4]에는 캄브리아기 대폭발에 대해 비교적 중립적인 입장인 듯 하다. ㅎㅎ

p54에 삼엽충이 방해석의 구면수차를 이용하여 시각을 구현했다는 이야기가 나오는데, 본 블로그에서 포티 선생의 저서[5]에서 일부를 인용[6]해 두었으니 참고 바란다.

p66에 굴드 선생의 그 유명한 저서[7]를 언급하는데, 애석하게도 포티 선생의 설명[5]에 따르면 현생 생물과의 연결관계는 대부분 파악되고 있는 듯 하다. 고생물학의 지식은 너무 업데이트가 빨라서 너무 옛날책을 읽는 것은 지양하는 편이 좋다.

p154에 물고기에게 걷는 훈련을 시켜서 몇 세대 후에 땅위를 걸어다니는 물고기를 만들었다는 이야기가 나오는데, 좀 내용이 신박해서-_- 검색을 해 봤다. 에밀리 스탠든의 논문[8]을 말하는 듯 한데, 영상[9]을 쉽게 찾아볼 수 있다. 이런 연구가 있는 줄 몰랐네. ㅋㅋ

p253에 프로세로 선생은 티라노사우루스 앞다리의 용도가 없어서 퇴화된 쪽을 지지하는 듯 한데, 본 블로그에서도 T Rex 앞다리의 수수께끼에 대해 언급한 적[10]이 있다. T Rex를 둘러싼 여러가지 논쟁점들[11]은 galoist 화백도 한 번 다룬 적[12]이 있다.

p274에 유명한 고생물화가인 Charles R. Knight가 그린 브론토사우루스의 작품이 실려있다. 일전에 Brian Choo의 인터뷰[13]를 보니 고생물화가들도 나름 그들만의 세계가 있는 듯 하다. ㅎㅎ 이쪽으로 관심있으면 페북의 Studio 252MYA 페이지[14]를 추천한다.

p273에 나오는 브론토사우루스의 명명에 대한 논란은 유명한데, 이 책에는 살짝 옛날 정보가 실려있다. 근래 브론토사우루스의 명명이 부활했다고 하던데, 디플로 선생의 슬로우뉴스 기사[15]에서 잘 다루고 있다. 고생물학 웹툰인 Corkboard of Curiosities에서도 언급[16]하고 있다.

20번째 화석이야기가 고래인데, 이에 관해 오파비니아 시리즈 책[17]이 이미 있다. 아 빨랑 읽어봐야 하는데 아직 안 읽어봤다. ㅎㅎ

p405에 분자생물학자와 고생물학자의 논쟁이 언급되어 있는데, 고고학에서도 비슷한 양상의 두 문화가 있다. 일전에 언급한 적[18]이 있다.

마지막에 나오는 내용은 고인류학 내용인데, 이에 관해서는 역시 오파비니아 시리즈 중의 하나인 Ann Gibbons의 저서[19]에 잘 설명되어 있다. 사실 이 책[19]의 후반 1/3은 근래 발견된 고인류의 흔적 중에서 누가 가장 오래됐느냐를 두고 고인류학자들이 논쟁 및 정치싸움을 묘사하는데 할애하고 있어서, 학술적인 재미는 좀 덜한 편이다. 여하간 프로세로 선생은 투마이를 가장 오래된 것으로 인정하는 듯 하다.

기본적으로 고생물학 서적은 지질연대표를 대략적으로 암기해 놓고 읽는 것이 무척 도움된다.

책의 뒤쪽에 국내에서 화석을 볼 수 있는 자연사 박물관을 소개하고 있다. 아무래도 역자께서 조사하신 듯? 김정은 번역가의 과학책들을 꽤 많이 읽어봤는데, 품질이 높고 좋은 책들이 많다. 번역가의 품이 많이 들어간 듯하여 추천함. ㅎㅎ

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[1] 오파비니아 (aladin.co.kr)
[2] 내 백과사전 [서평] 공룡 이후 : 신생대 6500만 년, 포유류 진화의 역사 2013년 6월 10일
[3] 내 백과사전 [서평] 김명호의 생물학 공방 – 그래픽 노블로 떠나는 매혹과 신비의 생물 대탐험 2016년 12월 24일
[4] 내 백과사전 [서평] 생명 최초의 30억 년 : 지구에 새겨진 진화의 발자취 2010년 11월 1일
[5] 내 백과사전 [서평] 삼엽충 : 고생대 3억 년을 누빈 진화의 산증인 2010년 5월 2일
[6] 내 백과사전 삼엽충의 눈 2019년 1월 20일
[7] 내 백과사전 [서평] 생명, 그 경이로움에 대하여 2010년 5월 19일
[8] Emily M. Standen, Trina Y. Du & Hans C. E. Larsson, “Developmental plasticity and the origin of tetrapods”, Nature volume 513, pages 54–58 (04 September 2014) https://doi.org/10.1038/nature13708
[9] Senegal bichirs wriggle out of water | Science News (youtube 5초)
[10] 내 백과사전 티라노사우루스의 앞다리의 용도 2012년 10월 25일
[11] 내 백과사전 티라노사우루스를 둘러싼 몇 가지 의문점 2013년 10월 30일
[12] https://www.facebook.com/galoist/posts/279478386070538
[13] 내 백과사전 Brian Choo의 작품 2011년 5월 22일
[14] Studio 252MYA (facebook.com)
[15] 슬로우뉴스 브론토사우루스의 귀환 2015-04-21
[16] PALEONTOLOGICAL NOMENCLATURE, PART 1 (corkboardofcuriosities.com)
[17] 걷는 고래 – 그 발굽에서 지느러미까지, 고래의 진화 800만 년의 드라마 J. G. M. 한스 테비슨 (지은이), 김미선 (옮긴이) | 뿌리와이파리 | 2016-07-04 | 원제 The Walking Whales (2014년)
[18] 내 백과사전 고고학의 두 문화(two cultures) 2018년 5월 14일
[19] 최초의 인류 – 인류의 기원을 찾아나선 140년의 대탐사 앤 기번스 (지은이), 오숙은 (옮긴이) | 뿌리와이파리 | 2008-10-24 | 원제 The first Human: The Race to Discover Our Earliest Ancestors
[20] 내 백과사전 [서평] 다윈의 잃어버린 세계- 캄브리아기 폭발의 비밀을 찾아서 2014년 4월 28일

[서평] 독감

독감
지나 콜라타 (지은이), 안정희 (옮긴이) | 사이언스북스 | 2003-12-15 | 원제 Flu: The Story of the Great Influenza Pandemic of 1918 and the Search for Virus (1999년)

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최대로 추정할 경우, 사망자가 1억명에 이르렀을 것으로 짐작되는 1918년 스페인 독감의 악명은 익히 들어 알고 있었는데, 책을 사 놓고 차일피일 미루다보니 이제사 읽게 되었다. 근데 이미 절판이네… 헐… 스페인 독감에 대해서는 뉴스페퍼민트에도 글[1,2]이 있으니 참고할만 하다.

이 책은 그 1918년 스페인 독감 바이러스를 추출하기 위한 과학자들의 노력을 추적하는 책이다. 일전에 마이크 데이비스 선생의 책[3]을 볼 때, 주석에서 이 책을 ‘오류투성이’라고 쓰는 바람에[4], 정확성에서 뭔가 좀 꺼림칙한 면이 있다. 전반적으로 출처와 주석은 빈약한 편인데, 특히 주석은 뒤쪽에 몰려 있는데다가, 본문에 번호가 없어서 찾아보기가 매우 난감하다. 게다가 본인이 가지고 있는 책은 274페이지 이후로 여섯 페이지가 백지로 인쇄되지 않은 불량품이었다. 책은 이미 파쇄되어 pdf 스캔본이 되어 있었으므로, 이 부분을 확인하기 위해 도서관에서 책을 대출하여 다시 읽을 수 밖에 없었다. 전반적으로 아쉬운 품질의 책이다. 그러나 전반적으로 흥미로운 내용들이 있으므로 어느정도 참고할만 하다.

스페인 독감과 관련하여 여러가지 파편적인 이야기로 구성되어 있는데, 앞부분은 스페인 독감이 유행할 당시의 현상에 대해 설명하고 있고, 중간(p171~247)에 Fort Dix 기지에서 1976년 발생한 돼지독감으로 인해 미국 전체에 독감예방접종 사업을 추진하는 과정을 담고 있다. 이 부분은 질병관리본부가 정책을 수립하는 것이 얼마나 어려운지, 전국적으로 실시하는 백신 접종사업에 어떤 문제가 발생할 수 있는지, 보건사업이 어떻게 정치쟁점화 될 수 있는지, 통계학에 무지한 일반대중이 어떻게 백신을 받아들이는지 등등, 보건 정책을 추진할 때 마주하게 될 총체적 난국-_-의 흥미로운 사례를 많이 볼 수 있다. 얼마전에 세계보건기구에서 2019년 공중보건을 위협하는 10가지 요소 중 하나로 anti-vaxxer를 지목[5]하던데, 페이스북에 백신 관련 기사만 나오면, 그 댓글에 백신을 격렬하게 거부하는 미국인들을 대단히 많이 볼 수 있다. 이 책을 보니 미국내에서 백신이 정치쟁점화가 되고 antivaxxer가 양산이 되는 이유를 알듯하다.

p289부터 1997년 홍콩에서 H5N1이 인간을 감염시킨 미스테리한 현상[4]에 대한 이야기가 나오는데, 다른 책[3,6]들을 참고하면서 크로스 체킹하는 것도 좋을 듯 하다. 농담으로 중국인은 ‘다리 4개 달린 것은 책상 빼고 다 먹는다’는 말이 있지만, 위험한 신종 바이러스의 종간전파가 중국에서 빈번하게 발생하는 이유를 짐작할 수 있다. 아무래도 익숙하지 않은 종은 먹으면 안 될듯-_-

책의 후반부에서 등장하는 세 명의 주요 인물이 있다. 1950년대에 Johan Hultin이 알래스카의 영구동토층에 묻힌 스페인 독감 희생자를 다시 파내어, 당시 유행한 독감 바이러스를 규명하려다 실패한 것을 두고두고 마음에 두고 있다가, 기술이 훨씬 발전한 90년대에 Jeffery Taubenberger가 다시 그 사업을 시도하다가 Hultin을 알게되는 이야기가 나온다. Taubenberger의 이 발견은 뉴스페퍼민트 기사[1]에도 짧게 언급되고 있지만, 모든 사건이 그렇듯이 꽤나 복잡한 사연을 가진 듯 하다. Kirsty Duncan도 같은 시기에 동토층을 파내는 동일한 연구를 경쟁적으로 추진했으나 실패한 이야기도 나온다. 책에서는 언급이 없지만 위키피디아를 보니 Duncan 이 사람은 나중에 정치인이 된 듯.

데이비스 선생의 혹평[4]이 있긴 하지만, 전반적으로 본인은 전혀 몰랐던 과학사에 대한 정보를 준다는 점에서 유익했다. 스페인 독감에 대해 국내에 다른 역서[7]가 있던데, 이것도 읽어봐야 할 듯 하다.

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2019.2.15
죽는게 불법인 마을 (udaqueness.blog)

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[1] 뉴스페퍼민트 100년 전 1억 명 목숨 앗아간 스페인 독감 (1/2) 2018년 9월 15일
[2] 뉴스페퍼민트 100년 전 1억 명 목숨 앗아간 스페인 독감 (2/2) 2018년 9월 15일
[3] 내 백과사전 [서평] 조류독감 – 전염병의 사회적 생산 2018년 10월 20일
[4] 내 백과사전 1997년 조류 인플루엔자 H5N1의 아종 발견 2018년 10월 14일
[5] Ten threats to global health in 2019 (who.int)
[6] 내 백과사전 [서평] 인수공통 모든 전염병의 열쇠 2018년 11월 26일
[7] 인류 최대의 재앙, 1918년 인플루엔자 l 지구사 연구소 총서 2 앨프리드 W. 크로스비 (지은이), 김서형 (옮긴이) | 서해문집 | 2010-03-05 | 원제 America’s Forgotten Pandemic : The Influenza of 1918

장내 미생물에 대한 개인적 생각

이 글은 당연히 초 문외한인 개인적 생각이므로 블로그에 그냥 개소리를 써봅니다. ㅋㅋㅋ

개인적으로 장내 마이크로바이움에 관심이 있어, 페북의 휴먼 마이크로바이옴 정보포럼[1]을 팔로잉 하고 있다. 여러가지 재밌는 이야기들이 있음. ㅋ

유산균 먹으면 몸에 좋다는 이야기도 오래전 부터 들어본 적이 있다. 근래 들어서 똥 이식[2]과 같은 도전적 스타트업도 있고 하니, 프로바이오틱이 몸에 좋다는 건 반 상식처럼 생각하고 있었는데, 최근의 연구 결과를 좀 살펴보면 뭔가 회의적인 이야기[3,4,5]들이 오가서, 걍 괜히 찜찜하다. 이런 제길-_- ㅋㅋㅋ

이런 거 한 번 보니, 장내 미생물이 뇌에 영향을 미친다는 꽤나 놀라운 연구[6]도 나오곤 하던데, 이상하게 이런 연구가 신뢰가 되지 않는다. 아니, 장 미생물이 어떤 경로로 뇌에 영향을 미친단 말인가??? 초 수상하다. 인과관계가 불명하니 초 이해가 안 됨 ㅋㅋㅋ 이 연구[6]는 좀 회의적으로 봐야 할 듯 하다. 지금 검색해보니 노틸러스에서도 기사[7]가 있네. 헐. ㅋㅋㅋ 프로바이오틱스에 대해 매우 드문 현상[8]들에 대한 보고 같은 거도 있긴 하던데, 이런 건 뭐 어느 것에나 있으니 ㅎㅎㅎ

일반적인 생물학자의 입장으로는 프로바이오틱스는 먹어도 그만 안먹어도 그만인 정도의 상태인 듯 하다.[9] 근데 개인적으로는 장내 미생물보다는, 밤마다 술먹는 거에 대한 영향이 일억배는 더 클 듯 한데-_- 나는 간암이나 위암을 걱정해야 할 듯-_- 지금 이 글도 술 먹고 비몽사몽으로 쓰는 글이라 맞춤법도 맞는지 잘 모르겠음. ㅋㅋㅋ

여하간 페북의 마이크로바이옴[1] 관련 업종의 사람들에게는 나름 이런 연구[3,5]가 화제가 많이 되는 듯 함. 모든 학문이 그렇지만 역시 전공자 이외의 사람에게는 별세계의 세상인 것 같다… ㅋㅋ

그래서, 요구르트 먹으면 몸에 좋나? 안좋나? 아몰랑-_- 개인적 경험으로 요구르트를 많이 먹으면 방구가 많이 나오는 건 확실하다고 본다. ㅎㅎㅎ

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2019.2.4
Abbasi J. Are Probiotics Money Down the Toilet? Or Worse? JAMA. Published online January 30, 2019. doi:10.1001/jama.2018.20798

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[1] 휴먼 마이크로바이옴 정보포럼 (facebook.com)
[2] 내 백과사전 대변 이식의 존재론적 질문 : 똥이란 무엇인가? 2018년 5월 25일
[3] Niv Zmora, et al. “Personalized Gut Mucosal Colonization Resistance to Empiric Probiotics Is Associated with Unique Host and Microbiome Features”, cell, Volume 174, ISSUE 6, P1388-1405.e21, Published: September 6, 2018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.041
[4] 바이오스펙테이터 프로바이오틱스 효과있나..’Cell’ 논문 둘러싼 논쟁 2018-10-08 07:04
[5] npr Probiotics Found To Be Ineffective For Easing Symptoms Of Kids’ Stomach Bugs November 21, 20185:00 PM ET
[6] 브릭 [바이오토픽] 장내미생물과 뇌(腦)의 관계는? 2015-10-19 09:14
[7] 노틸러스 Should You Feed Your Kid Probiotics? July 20, 2017
[8] Lactobacillus Rhamnosus GG의 사용증가는 균혈증 발생빈도를 증가시키는가? Clinical Infectious Diseases 2002; 35:1155–60 (blog.naver.com/wms899)
[9] https://www.facebook.com/shallowbacteriology/posts/226007767952405

완전순열과 RNA에서 특정 sequence 찾을 확률

조합론에서 derangement의 개수를 세는 유명한 문제가 있는데, inclusion-exclusion principle로 해결한다는 사실이 익히 알려져 있다.

naturale님께서 A, U, G, C 네 종류의 뉴클레오타이드가 각 1/4의 확률로 등장하는 RNA 가닥에서, 특정 종류의 정해진 sequence (생물학에서 Sequence motif라고 부르는 듯???) 가 등장할 확률을 계산하는 글[1]을 봤는데, 재미있는 글이니 일독을 권한다. ㅎㅎㅎ 기본적으로 derangement 개수를 세는 테크닉과 동일하다.

나도 maple로, 저 블로그 글[1]에 나오는 그래프를 그려보려고 했는데, 계산 시간이 엄청나게 오래 걸리길래 걍 포기-_-

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2019.1.21
랜덤 워드에서 특정 워드가 등장할 확률 (udaqueness.blog)

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[1] SEQUENCE MOTIF 등장 확률 (de-novo.org)

삼엽충의 눈

삼엽충 – 고생대 3억 년을 누빈 진화의 산증인
리처드 포티 (지은이), 이한음 (옮긴이) | 뿌리와이파리 | 2007-12-21 | 원제 Trilobite: Eyewitness To Evolution (2000년)

강조된 부분은 원문을 따르는 것임.

p117-131

그 눈은 약간의 과학적 설명이 필요하다. 그 눈은 전적으로 방해석의 광학적 특성에 의존하며, 따라서 방해석의 결정학에 의존한다. 커다란 방해석 결정을 깨면 미세한 원자구조와 연관된 방식으로 부서질 것이다. 광물의 그런 쪼개짐은 물질 자체의 보이지 않는 배열의 명령에 따른다. 당신의 손에는 능면체라고 하는 면이 6개인 광물이 놓여있다. 능면체의 면은 정육면체의 면 같은 정사각형도 판 초콜릿 같은 직사각형도 아니며, 직각에서 기울어져있다. 광물형태의 기하학은 결정의 중심을 지나는 축 몇 개의 방향을 갖고 설명할 수 있다. 가장 단순한 형태는 정육면체다. 다시 말해 각 면의 한가운데를 지나서 중심에서 만나는 축들이 모두 직각이고 거리가 같을 때다. 이 축들은 각각 a, b, c라고 한다. 한때 과학이 단순하게 명칭을 붙이던 시대의 산물이다. 방해석 구조에서는 하나의 축에 수직인 세 개의 축이 서로 120도를 이루고 있다. 그래서 능면체 구조가 된다. 이 정육면체가 아닌 투명한 방해석은 빛을 독특한 방식으로 전달한다. 광선이 능면체의 측면에서 들어오면 둘로 갈라진다. 그것을 복굴절이라고 한다. 하나는 ‘정상’ 광선이 되고 다른 하나는 ‘이상’ 광선이 된다. 두 광선의 경로는 능면체의 모양에 따라, 곧 개별원자들이 쌓이는 양상에 따라 정해진다. 런던자연사박물관의 1층에는 거대한 빙주석 표본이 놓여있다. 들여다보면, 몰타 십자가의 상이 두 개 보인다. 하나는 정상광선을 통해 생긴 것이고, 다른 하나는 이상광선이 만들어 낸 것이다. 하지만 이런 빛의 광학적 쪼개짐이 일어나지 않는 방향이 딱 한 군데 있다. 광선의 방향이 c 결정축에 근접할 때다. 이 방향에서 오는 광선은 둘로 나뉘지 않고 곧장 지나간다.

방해석이 빛을 처리하는 방식은 교양지식을 알아보는 시험에서 심오한 답인 양 자랑스럽게 제시하는 하나의 기이한 사실에 불과할지도 모른다. 그러나 c축의 선택성에 따라 그 각도에서 접근하는 빛은 특별한 대접을 받는다. 결정이 c축에 평행하게 길어져서 각기둥이 되어도, 그 축 방향으로 들어온 빛은 굴절되지 않은 채 각기둥의 긴 축을 따라 결정 속을 지나갈 것이다. 그러나 다른 각도에서 들어오는 빛들은 정상광선과 이상광선으로 갈라질 것이고, 그 광선들은 굴절되어 각기둥 가장자리에 도달했다가 부분적으로 내부반사가 이루어지거나 다시 굴절될 것이다. 각기둥이 충분히 길면, 한쪽 끝에서 들어운 빛들 중에 오직 c 결정축 방향에서 오는 것만이 제대로 통과하게 된다. 달리 표현하지면, 그런 결정이 ‘보는’ 빛은 한쪽 방향에서 접근하는 것이다. 삼엽충이 방해석의 특성을 자신의 목적에 활용했다니 놀랍기 그지없다. 다시 말해 그들은 결정 눈을 갖고 있다.

삼엽충의 눈은 긴 각기둥 모양의 투명한 방해석으로 이루어져 있다. 대부분의 눈은 그런 각기둥들을 옆으로 많이 늘어세운 형태다. 다른 수십종류의 절지동물들과 비교하면, 각기둥들은 하나하나 수정체 구실을 한 것이 분명하다. 파리의 눈이 수정체가 하나씩 있는 육각형들이 모인 벌집 모양인 것과 마찬가지로 말이다. 또는 잠자리의 눈이나 바닷가재의 눈처럼. 삼엽충은 또 다른 유형의 절지동물 겹눈을 머리에 달고 있는 셈이다. 세계의 그림을 그리기 위해서 서로 협력해야 하는 수많은 작은 사각단위들로 이루어진 눈 말이다. 구성단위는 수정체다. 특이한 점은 삼엽충의 수정체가 암석을 만드는 광물로 이루어져 있다는 것이다.

(중략)

그림 10 삼엽충의 눈이 작용하는 방식. 광선은 c 결정축에 평행한 방향으로 방해석 수정체를 통과한다. 눈 안쪽에는 광수용체가 놓여 있다.


삼엽충의 수정체에서 c 결정축은 각 수정체를 이루는 각기둥의 긴 축을 따라 놓여있다. 대부분의 수정체에서는 이 축이 수정체 표면과 정확히 직각을 이룬다. 당신이 각 수정체의 표면 전체를 볼 수 있다면(확대경을 이용해야 하겠지만), 그 수정체도 당신을 바라볼 수 있을 것이다. 말할 나위없이, 수정체 자체가 볼 수 있는 것은 아니다. 그러나 수정체는 특정한 방향의 빛이 통과하도록 허용한다. 일반적인 삼엽충의 눈은 미묘하게 조금씩 다른 방향을 가리키고 있는 작고 긴 각기둥들이 많이 모인 것이다. 길쭉한 반원형 눈에는 그런 수정체가 수백 개 또는 수천 개 모여 있다. 그 수정체들 중에는 c축이 앞을 향한 것들도 있기 마련이다. 옆을 향한 것들도 있고, 뒤를 향한 것들도 있을 것이다. 수정체들의 중심으로부터 미세한 바늘들이 c축들을 따라 삐죽 튀어나와 있다고 상상해보자. 커다란 눈은 그런 상상의 바늘들이 가득한 고슴도치나 호저가 된다. 각 바늘은 특정한 표적에 꽂힌 수많은 작은 화살들처럼, 수정체들을 통과할 수 잇는 광선들을 뜻한다고 생각할 수 있다. 각 빛의 화살은 그 눈에 한가닥 이해의 빛줄기가 될 것이고, 각 수정체는 그 나름으로 시야에 기여를 한다.

(중략 : 5페이지)

삼엽충의 눈이 평범하지 않다고 한다면, 파콥스의 눈은 더 기이하다.(‘정상적인’ 삼엽충 눈은 전문용어로 완전복안이라고 하며, 파콥스와 그 친척들의 특수한 눈은 집합복안(schizochroal eyes)이라고 한다.) 그것을 더 상세히 연구하는 한 가지 방법은 수정체를 잘라 단면을 만들어서 고해상도 현미경으로 광학적 특성을 조사하는 것이다. 비록 삼엽충이 아주 오래전에 죽었다고 해도, 이 아름다운 생물들 가운데 하나를 골라 원형 톱으로 머리를 가르는 일은 왠지 죄받을 짓을 하는 듯한 느낌을 준다. 수억년의 세월을 견뎌온 이 빽빽하게 모인 진주들은 이제 한나절 만에 파괴될 수 있다.

그러나 이런 식으로 만든 단면들은 기이한 비밀을 드러낸다. 첫째, 이 수정체들은 정말로 거의 구형이거나 물방울과 좀 비슷한 모양이다. 파콥스의 렌즈는 불편할 정도로 의안과 비슷하다. 나는 학창시절에 의안을 낀 어느 나이가 꽤 많은 형과 노동일을 한 적이 있었다.

(중략 : 학창시절 본 의안)

둘째, 한 수정체의 빛이 옆 수정체의 빛과 겹쳐지는 것을 막기 위해 일종의 차단벽이, 쉽게 말해 인접한 수정체들 사이에 대개 작은 ‘벽’이 세워져 있다. 가끔 수정체가 약간 가라앉아 있고, 수정체 사이의 부위가 약간 부풀어 있을 때도 있다. 이 광학적 배열은 그 동물이 오래된 존재라는 것과 걸맞지 않는 아주 정교한 구조다. 그 점이 놀라울 수도 있다. 우리는 광학 역사의 중간단계에 있는 눈이라면 으레 좀 엉성해 보이거나 적어도 다른 많은 초라한 동물들의 눈과 대강 비슷할 거라고 예상하기 때문이다. 펑범한 삼엽충의 눈처럼 말이다. 하지만 파콥스의 눈은 털털이 자동차 시대에 등장한 스포츠카처럼 뜻밖의 것이다. 그들은 방해석 수정체를, 그것도 아주 독특한 유형의 것을 지니고 있다.

(중략)

곧이어 유언 클락슨리카르도 레비세티는 그 비결의 작동방식을 알아냈다. 파콥스 수정체의 구형구조와 크기가 크다는 점을 볼 때 작은 수정체를 이용하는 친척들과 달리 그들이 어떤 다른 방법을 써서 상을 형성한 것은 분명했다. 그들의 수정체는 초점을 맞출 수 있도록 고안된 두툼한 양면 볼록렌즈였다. 투명한 유리구슬을 빛이 들어오는 곳이 가져가서 들여다보면 그 과정이 어떻게 진행되는지 감을 잡을 수 잇다. 모든 것이 휘어지고 일그러진 뒤집힌 세계가 보일 것이다. 파콥스의 상은 그보다는 훨씬 더 선명했을 듯하다. 어떻게 그럴 수 있을까? 볼록렌즈를 통과한 빛이 초점에 모이는 것은 서로 다른 빛줄기들이 렌즈를 지날 때 자기 궤도에 따라 각기 다른 거리를 이동함으로써 나타나는 현상이다. 방해석 같은 굴절물질에서는 빛줄기들이 서로 다른 각도로 꺾인다. 그래서 초점이 흐릿하다. 내 옛 동료의 의안이 그렇듯이 투명하다고 해서 다 볼 수 있는 것은 아니다. 이런 설계결함을 전문용어로 구면수차라고 한다.

리카르도 레비세티는 타고난 천재들이 우글거리는 시카고 대학의 핵물리학 교수다. 그는 개인적으로 삼엽충에 관심이 많으며, 많은 고생물학자보다 더 그쪽으로 연구를 한다. 유언과 리카르도는 흥미로운 조합이다. 서글서글한 털복숭이 스코틀랜드인과 단정하고 쾌활한 이탈리아 인이 만났으니 말이다. 그들은 파콥스가 구면수차 문제를 해결했다는 것을 알아차렸다. 유언은 삼엽충 집합복안의 각 수정체 내부와 바닥이 일종의 그릇 모양을 이루고 있음을 알아냈고, 그것이 그 수정체의 색다른 구조의 일부라고 판단했다. 때로는 이 그릇이 떨어져나간 표본들도 있는데, 그러면 눈은 작은 접시들이 죽 늘어선 것처럼 보였다. 유언과 리카르도는 눈의 그 부위를 얇게 잘라 단면을 살펴보앗다. 그들은 그 방해석에 기이한 일이 일어났음을 발견했다. 불순물이 끼어 있었던 것이다. 결정구조의 칼슘 원자들 중 일부가 가장 가까운 원소인 마그네슘으로 대체되어 있었다. 두 원자는 서로 비슷하기 때문에, 마그네슘은 같은 군복을 입고 군대에 침투한 스파이처럼 몰래 들어올 수 있었다. 가장 순수한 방해석에도 적긴 하지만 그런 숨은 요원들이 있기 마련이다. 이 과정이 계속되어 ‘고마그네슙 방해석(high magnesian calcite)’이 형성되면 결정정이 빛을 휘는 능력인 굴절지수가 변한다. 수정체마다 고마그네슘 층의 두께가 구면수차를 보정하기에 딱 알맞을 정도로 다르며, 경이로울 정도의 섬세한 균형을 이루고 있다. 왼쪽으로 휘어지는 빛은 그만큼 오른쪽으로 휘어지는 빛으로 보정된다. 이 보정층이 바로 그릇 모양을 이루고 있다. 이 삼엽충은 현대 안경사들이 이중렌즈라고 부르는 것, 다시 말해 잘못 보이는 렌즈 두 개를 적절히 붙여서 만든 제대로 보이는 렌즈를 개발했던 것이다.

그림 12 유언 클락슨과 리카르도 레비세티가 파콥스의 수정체 안에 있는 고굴절 그릇이 어떻게 광선들을 구부려서 초점을 더 선명하게 맞추었는지를 보여주기 위해 그린 그림.

예전에 썼던 글을 약간 정리해서 재업로드 한 것임.

최악의 알파벳 책 : P is for pterodactyl

일전에 A is for Array와 같은 책 이야기[1]도 했지만, 애들에게 알파벳을 알려주기 위한 Alphabet book의 종류가 무척 많은 듯 한데, 자칭 최악의 알파벳 책이라고 광고하는 책이 있는 듯 하다. 이름하여 ‘P is for pterodactyl'[2]이라고 한다. ㅎㅎㅎ

근데 이 책이 입소문을 타고 나름 엄청 팔린 듯 하다.[3] 진짜 실제로 애 한테 보여줄 사람이 있긴 있는감?? 그냥 단어 오타쿠가 좋아할 듯하다. ㅋㅋㅋ

가디언 기사[3] 중간에, B 묵음으로 시작하는 단어는 영어에서 오직 하나 뿐이다는 이야기가 나오던데, 이게 뭔 단어인가 싶어서 찾아보니 bdellium[4]이라고 한다.[5] 진짜 단어 오타쿠나 알만한 단어구만-_-

한편 pterodactyl이랑 pterosaur가 뭐가 다른가 싶어서 검색해봤는데, 카네기 자연사 박물관 홈페이지[6]에 따르면, 아무래도 pterodactyl는 pterosaur의 한 종류인 듯 하다. pterodactyl이라 하니, 트위터에서 예전에 본 개그[7]가 생각나는구만. ㅋ

ㅋㅋㅋㅋㅋ

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[1] 내 백과사전 프로그래머의 자녀를 위한 그림책 : A is for Array 2013년 6월 1일
[2] P Is for Pterodactyl: The Worst Alphabet Book Ever (amazon.com)
[3] 가디언 P is for pterodactyl, T is for tsunami: the ‘worst alphabet book’ becomes a bestseller Mon 3 Dec 2018 07.00 GMT
[4] bdellium (dic.daum.net)
[5] Which word has a silent B at the start? [duplicate] (english.stackexchange.com)
[6] PTERODACTYL OR PTEROSAUR? (carnegiemnh.org)
[7] https://twitter.com/thenatewolf/status/685632235857408001

AlphaFold : 구글 딥마인드의 단백질 접힘 예측

대부분 소식을 이미 들으셨을 듯 하지만, 블로그에 기록차 남겨봄.

아미노산의 연결상태가 결정되면, 그 단백질이 어떻게 접혀서 3차원 구조로 만들어지는지가 거의 항상 결정된다고 들었다. 이런 접히는 3차원 구조를 예측하는 문제를 단백질 접힘 문제라고 한다. CASP라는 단백질 접힘을 예측하는 대회가 있는 줄 처음 알았는데, 위키피디아에 따르면 2년에 한 번씩 열린다고 한다. 올해가 13번째 개최라서 CASP13이라 부르는 것 같다.

구글의 딥마인드가 CASP13에 A7D라는 팀명으로 참가한 모양[1]인데, 여기서 최고 득점을 올리고 있는 듯[2]하다. 근데 표를 보는 법은 하나도 모르겠다-_- 여기 z-score가 정규분포의 표준화한 값을 말하는 건가??? 뭐 여하간 제일 점수가 높은 게 제일 잘하는 거겠지 뭐-_-

구글 딥마인드 홈페이지[1]에 대략적 설명이 있는데, 일단 상업적 용도를 생각하지 않고, 미지의 분야에서 다른 방법을 가지고 뛰어드는 모습이 대단하다고 생각한다. 이런건 빅테크 기업들이 아니면 어렵지 않겠나 싶다. 근데 이제 단백질 접힘 화폐[3]는 망한 건가-_-

단백질 접힘 자체도 문제지만, 이것은 연구의 출발점일 뿐이라는 Mad Scientist 선생의 페북 코멘트[4]도 참고바람. 지금 보니 해커뉴스[5]에서도 올라왔었네. 왜 못 봤지. ㅋ 방법이 좀 불명확하다고 회의적인 시각도 있는 듯 하다.

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2018.12.6

Posted by Taeho Jo on Tuesday, December 4, 2018

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2018.12.8
science Google’s DeepMind aces protein folding Dec. 6, 2018 , 12:05 PM

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2018.12.9
[바이오토픽] 구글 딥마인드의 최신병기 알파폴드(AlphaFold), 단백질의 3D 형태 예측 (ibric.org)

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2018.12.10
구글이 알파폴드의 소스코드를 공개할 예정이 없다고 하던데[6], 그동안 큰 진전이 없던 CASP에서 지난 CASP11, CASP12동안은 진보를 보인 만큼[6], 그들의 이번 결과는 특별한 진보적 방법을 사용한게 아니라 구글의 막대한 컴퓨팅 파워에 기반을 두고 있을 가능성도 있다. 소스코드를 공개하지 않는 이상, 그들의 업적에 너무 과찬을 할 필요는 없을 듯 하다.

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2018.12.15

Posted by Taeho Jo on Tuesday, December 11, 2018

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[1] AlphaFold: Using AI for scientific discovery (deepmind.com)
[2] TS Analysis : Group performance based on combined z-scores (predictioncenter.org)
[3] 내 백과사전 단백질 접힘 화폐 FoldingCoin!! 2015년 1월 30일
[4] https://www.facebook.com/madscietistwordpress/posts/1159689967511753
[5] AlphaFold: Using AI for scientific discovery (hacker news)
[6] AlphaFold @ CASP13: “What just happened?” (moalquraishi.wordpress.com)

[서평] 인수공통 모든 전염병의 열쇠

인수공통 모든 전염병의 열쇠
데이비드 콰먼 (지은이), 강병철 (옮긴이) | 꿈꿀자유 | 2017-10-01 | Spillover: Animal Infections and the Next Human Pandemic

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과학 작가인 David Quammen 선생의 책이다. 그의 저서 중에 The Song of the Dodo[1]와 The Reluctant Mr. Darwin[2]이 국내 번역출판되어 있는데, 게을러서 사놓고 여태 읽지 않고 있다. 윽…

이 책은 Quammen 선생이 각종 인수공통감염병에 대해, 병이 관측되어 원인을 추적하기까지의 역사를 개괄하고, 자신이 현장답사를 하면서 경험한 이야기들을 그리고 있다.

책에서 다루는 병원체는 순서대로 다음과 같다: 헨드라 바이러스, 에볼라 바이러스, 말라리아, SARS 바이러스, 앵무새병, 헤르페스 바이러스, 니파 바이러스, 마지막으로 HIV 즉, 에이즈에 관해 다루고 있다.

책 중간에 에볼라 바이러스에 관해서 리처드 프레스톤저서[3]를 비판하는 부분[4]이 있어 인용해 두었다.

말라리아에 관해서는 로버트 데소비츠 선생의 저서[5]에 상당히 상세히 다루고 있다. 말라리아의 병원체를 최초로 발견하여 노벨상을 수상한 로널드 로스가 미분방정식을 이용하여 전염병 확산의 수학적 모델링을 제시한 최초의 사람이라는 이야기는 데소비츠 선생의 책[5]에 전혀 언급되지 않는데, 이 Quammen 선생의 책에서 처음 들었다. 나름 역학을 수학 모델링으로서 접근한 선구자들 중 하나인 듯.

SARS에 관해서는 일전에 본 마이크 데이비스 선생의 책[6]의 일부[7]도 참고할만 하다. 전파 과정과 관해 일부 더 자세한 이야기가 포함되어 있다.

마지막으로 AIDS와 HIV의 기원을 추적하는 이야기는 책에서 가장 많은 부분이 할당되고 있는데, 그만큼 그 추적과정도 흥미진진하다. 아무래도 현재까지 가장 성공적으로 인류를 살해하는 바이러스들 중 하나로서 다양하게 연구되어 왔기 때문이 아닐까 싶다.

출판사의 설명에 따르면, 환경을 보호하고 책의 두께를 줄이기 위해, 참고문헌 부분을 별도로 출판사 홈페이지[8]에서 제공하고 있다. 요건 좀 참신한 시도 같다. 혹시 출판사 홈페이지가 사라질지 모르니 본 블로그에도 파일을 첨부해 둔다.[9] 잘라서 스캔할 때 pdf파일을 합쳐야 할 듯 하다.

사실 에볼라에 흥미가 있어서 읽게된 책인데, 어느 것이든 병원체 발견 및 숙주의 추적 과정은 극적이고 흥미진진하다. 텍스트 분량이 꽤 많아서 읽는데 좀 시간이 걸릴 듯 하니 참고하시기 바란다. 책의 일부를 인용[4,10]해 두었으니 독서여부의 결정에 참고하시기 바란다.

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[1] 도도의 노래 – 사라진 새 도도가 들려주는 진화와 멸종 이야기 데이비드 콰먼 (지은이), 이충호 (옮긴이), 신현철 (해제) | 김영사 | 2012-10-12 | 원제 The Song of the Dodo (1996년)
[2] 신중한 다윈씨 – 찰스 다윈의 진면목과 진화론의 형성 과정, 탄생 200주년을 맞아 다시 보는 다윈이야기 데이비드 콰먼 (지은이), 이한음 (옮긴이) | 승산 | 2008-10-20 | 원제 The Reluctant Mr. Darwin: The Great Discoveries Series
[3] 내 백과사전 [서평] 핫존 : 에볼라 바이러스 전쟁의 시작 2018년 11월 1일
[4] 내 백과사전 리처드 프레스톤의 저서 ‘핫 존’의 문제점 2018년 10월 26일
[5] 말라리아의 씨앗 – 열대 의학의 거장 로버트 데소비츠가 들려주는 인간과 기생충 이야기 로버트 데소비츠 (지은이), 정준호 (옮긴이) | 후마니타스 | 2014-11-17
[6] 내 백과사전 [서평] 조류독감 – 전염병의 사회적 생산 2018년 10월 20일
[7] 내 백과사전 2003년 SARS 발발 2018년 10월 15일
[8] https://www.smbookpub.com/2017
[9] 6cef18_6bcc3c26ca144dd68203b6152615dcbc (744KB pdf)
[10] 내 백과사전 에볼라 보유숙주의 수수께끼 2018년 10월 21일